EVOLUÇÃO TECTONO-SEDIMENTAR MESOZÓICO-CENOZÓICA DA
REGIÃO DE FRANCA.
Tese apresentada como requisito parcial para obtenção do grau de Doutor. Curso de Pós-Graduação em Geociências, Instituto de Geociências e Ciências Exatas, Universidade Estadual Paulista.
Orientador:
Prof. Dr. Sebastião Gomes de Carvalho.
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“Não conheço nenhum caminho seguro para o sucesso, só um para o insucesso seguro: agradar a todos.”
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“Toda pedra parece com um diamante, mas o diamante não se parece com nenhuma outra pedra.”
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A realização dos trabalhos que deram origem a presente tese foi possível com o auxílio de um grupo de pessoas e entidades, ao qual gostaria de deixar registrado meu reconhecimento.
Ao prof. Dr. Sebastião Gomes de Carvalho expresso minha gratidão pela ajuda dispensada em importantes etapas da realização desta tese, da adequação das metodologias empregadas nas atividades de pesquisa com viabilização das atividades de campo e laboratoriais desenvolvidas durante o programa de pós-graduação.
Ao prof. Dr. Yociteru Hasui gostaria de agradecer por suas importantes contribuições com informações, idéias, conhecimentos e sugestões dispensados na realização desta, assim como deixar registrada aqui a minha admiração pelos trabalhos que tem desenvolvido no Sudeste do Brasil, em especial o projeto Neotectônica, o qual forneceu o suporte técnico especializado e logístico, permitindo a realização da presente tese.
Aos profs. Dr. Norberto Morales e Dr. Antenor Zanardo gostaria de agradecer pela grande contribuição, interesse e dedicação tanto nos trabalhos de campo como nas inúmeras discussões e soluções levantadas para as diferentes questões sobre tectônica, geomorfologia, mineralogia, estratigrafia, neotectônica, evolução geológica, entre outros temas pertinentes à tese.
À Zina e à Marcilene gostaria de externar meu profundo respeito e gratidão pelas inúmeras discussões, correções e contribuições científicas nos diferentes aspectos abordados, em especial à Neotectônica, os quais foram fundamentais na realização desta tese, assim como pela dedicação, carinho, delicadeza e propriedade com que o fizeram.
Ao prof. Dr. Nicolau Haralyi deixo registrado o reconhecimento a sua grande contribuição na realização desta tese, fornecendo dados, esclarecimentos e discussões sobre diamantes e seus minerais satélites na região em enfoque.
Ao prof. Dr. Paulo César Soares deixo registrada minha gratidão por seus ensinamentos, dispensados nas fases iniciais desta, em especial às contribuições de caráter geotectônico, estratigráfico, geomorfológico, mineralógico e exploratório.
Ao meu pai, Sr. Silvério Perdoncini, agradeço toda a compreensão e ajuda que tem dispensado, assim como pelo custeio das análises de microscopia eletrônica e edição dos volumes finais da tese. Estendo esses agradecimentos às minhas irmãs Maria Helena, pela atenção e apoio ao andamento da pesquisa, e Rita pela correção das referências bibliográficas.
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Agradeço à turma de formandos do ano de 1998 pela importante contribuição nos trabalhos de campo e discussões geológicas sobre a área, em especial à querida Samara, sempre companheira. À Carla Claro também expresso aqui meu reconhecimento pelos dados e discussões.
À Núbia, à Cynthia, à Ana Cândido, à Lia e ao Zé Marcelo gostaria de agradecer as inúmeras ajudas de informática.
À Marta, Mirna, Palmira e Salamuni gostaria de deixar registrada a minha gratidão pelas importantes discussões sobre a neotectônica, além de correções e opiniões durante a realização desta tese.
Aos amigos Elton, Ticiano, Marcelo, Marcos, Bárbara, Júlia, Aninha, Taís, Vanderlei, Pedro, Jarbas e Renata gostaria de agradecer, pois sempre deram um jeitinho para ajudar.
Ao colega Célio Bertelli agradeço pelo apoio, fornecendo material bibliográfico, cartográfico, logístico de campo, assim como exemplares de diamantes em nome das prefeituras de Patrocínio Paulista e de Franca, ou muitas vezes por sua dedicação pessoal à atividade minerária na região. Muitas foram as portas abertas e os interesses dispendidos favorecendo o desenvolvimento da pesquisa. Da mesma forma, agradeço ao colega Elil Palermo o qual liderou os convênios entre a UNESP de Rio Claro e a de Franca, fornecendo informações importantes sobre os diamantes da região de Franca e Patrocínio Paulista. Assim sendo, estendo os agradecimentos às prefeituras de Franca e Patrocínio Paulista e aos respectivos prefeitos, os Srs. Gilmar Dominici e Nélio Liporoni, pelo apoio dispensado.
Ao querido amigo Dito (Benedito) pela ajuda no mapeamento das cascalheiras, na amostragem dos minerais satélites e de alguns exemplares de diamantes; com seu conhecimento nato de garimpeiro foi de grande importância na compreensão da geologia e da mineralização da região.
Cabe citar, também, as fundamentais contribuições científicas dos profs. Dr. João Batista Sena Costa e Dr. Maurício Borges da Universidade Federal do Pará, as quais serviram de suporte para o desenvolvimento das pesquisas e principais resultados obtidos.
Ao prof. Dr. Mário Lincon Etchebehere (UnG) gostaria de externar meus agradecimentos pelas importantes discussões e sugestões sobre a geologia e o diamante da região de Franca.
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provenientes da região de enfoque, de grande importância para estudos geológicos dessa natureza.
Gostaria ainda de externar meus agradecimentos ao Instituto de Geociências e Ciências Exatas da UNESP, em especial ao Departamento de Petrologia e Metalogenia, pela disponibilização dos laboratórios de Preparação de Amostras Geológicas e Pedológicas, de Computação Gráfica, de Microscopia e ao laboratório de Sedimentologia do Departamento de Geologia Aplicada. Às secretárias e aos demais funcionários deste instituto, especialmente ao Toninho, Adilson, Júnior, Sandra, Neuzinha, Silvânia, Darlene, Isabel e Dênis externo meus agradecimentos por seus préstimos.
Expresso meus agradecimentos à Fapesp e ao projeto “Neotectônica, Morfogênese e Sedimentação Moderna no Estado de São Paulo e Regiões Adjacentes”, a ela vinculado, o qual financiou as principais etapas da pesquisa.
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SUMÁRIO
LISTA DE FIGURAS...xii
LISTA DE FOTOGRAFIAS...xvi
LISTA DE TABELAS...xxi
LISTA DE PRANCHAS...xxii
RESUMO...xxiv
ABSTRACT...xxvi
CAPÍTULO 1 – INTRODUÇÃO...1
1.1 – OBJETIVOS...2
1.2 - LOCALIZAÇÃO E ACESSO...3
1.3 – CONCEITOS E TERMINOLOGIAS...5
1.3.1 – Processos sedimentares...5
1.3.2 – Neotectônica e Tectônica Ativa...9
1.3.3 – Morfoestrutura e morfotectônica...10
1.3.4 – Rearranjo da drenagem...11
1.3.5 – Superfícies de aplanamento...12
CAPÍTULO 2 – MATERIAIS E MÉTODOS...16
2.1 – MAPEAMENTO GEOLÓGICO...16
2.2 – ANÁLISE DE FÁCIES...17
2.3 – ANÁLISE ESTRUTURAL...18
2.4 – ANÁLISE MORFOTECTÔNICA...19
2.5 – TRATAMENTO DAS AMOSTRAS...20
2.6 - ATIVIDADES DE LABORATÓRIO...21
2.6.1 – Macroscopia óptica...21
2.6.2 – Microscopia óptica...24
2.6.3 – Microscopia eletrônica...24
CAPÍTULO 3 – CONTEXTO GEOLÓGICO-GEOTECTÔNICO...25
3.1 – GRUPO ARAXÁ-CANASTRA...27
3.2 – BACIA DO PARANÁ...29
3.2.1 – Grupo Itararé...31
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3.2.2.2 – Formação Botucatu...33
3.2.2.3 – Formação Serra Geral...34
3.2.3 – Grupo Bauru...35
3.2.4 – Sedimentos cenozóicos...37
3.3 – DEPRESSÃO PERIFÉRICA...38
3.4 – SOERGUIMENTO DO ALTO PARANAÍBA...38
3.5 – QUADRO NEOTECTÔNICO NO SUDESTE DO BRASIL...40
CAPÍTULO 4 - GEOLOGIA DA ÁREA...42
4.1 – LITO-ESTRATIGRAFIA...44
4.1.1 – Grupo Araxá-Canastra...44
4.1.2 – Bacia do Paraná...48
4.1.2.1 - Formação Aquidauana...48
4.1.2.2 – Formação Botucatu...51
4.1.2.3 – Formação Serra Geral...55
4.1.2.4 – Grupo Bauru...58
4.1.2.4.1 – Fácies sedimentares...59
4.1.2.4.1.1 - Conglomerado com estratificação cruzada planar e acanalada (Cp/Ca)...60
4.1.2.4.1.2 - Conglomerado maciço sustentado pelos clastos (Ccm)...60
4.1.2.4.1.3 – Conglomerado caótico (Cc)...64
4.1.2.4.1.4 - Conglomerado maciço sustentado pela matriz (Cmm)...64
4.1.2.4.1.5 - Arenito com estratificação cruzada planar (Ap)...65
4.1.2.4.1.6- Arenito com estratificação plano-paralela (Ah)...65
4.1.2.4.1.7 - Arenito maciço (Am)...67
4.1.2.4.1.8 - Arenito com gradação inversa Ag(i))...67
4.1.2.4.1.9 - Arenito com gradação normal (Ag)...68
4.1.2.4.1.10 - Pelitos maciços e laminados (Fm/Fl)...68
4.1.2.4.2 – Unidades estratigráficas ...68
4.1.2.4.2.1 - Unidade I...69
4.1.2.4.2.2 - Unidade II...69
4.1.2.4.3 - Relações estratigráficas ...73
4.1.2.4.4 – Ambiente deposicional...75
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4.1.2.5.1 - Fácies sedimentares...77
4.1.2.5.1.1 – Conglomerado maciço suportado pelos clastos (Ccm)...78
4.1.2.5.1.2 – Conglomerado caótico (Cc)...79
4.1.2.5.1.3 - Arenito com gradação normal (Ag)...79
4.1.2.5.1.4 - Arenito com gradação inversa Ag (i)...81
4.1.2.5.1.5 - Arenito maciço (Am)...81
4.1.2.5.2 – Unidades estratigráficas...82
4.1.2.5.3 – Relações estratigráficas...82
4.1.2.5.4 - Ambiente deposicional...83
4.1.2.6 – Coberturas Arenoso-Conglomeráticas...85
4.1.2.6.1 - Fácies sedimentares...86
4.1.2.6.1.1 – Conglomerado maciço (Ccm)...86
4.1.2.6.1.2 - Arenito conglomerático com gradação normal (Ag)...87
4.1.2.6.1.3 – Conglomerado caótico (Cc)...90
4.1.2.6.1.4 - Arenito maciço (Am)...90
4.1.2.6.2 – Unidades estratigráficas...91
4.1.2.6.3 – Relações estratigráficas...91
4.1.2.6.4. - Ambiente deposicional...92
4.1.2.7 – Depósitos de tálus...93
4.1.2.8 – Sedimentos aluvionares...93
4.2 – ESTRUTURAS...95
4.2.1 – Lineamentos...95
4.2.2 - Juntas...99
4.2.3 - Falhas...104
CAPÍTULO 5 – GEOLOGIA DOS PLÁCERES...110
5.1 – Aspectos mineralógicos...110
5.1.1 – Minerais pesados...115
5.1.2 – Fração grossa...122
CAPÍTULO 6 – MORFOTECTÔNICA DA ÁREA...140
6.1 – CONTEXTO MORFOTECTÔNICO...140
6.2 – GEOMORFOLOGIA DA ÁREA...141
xi
6.3 - QUADRO MORFOESTRUTURAL...147 6.4 - QUADRO MORFOTECTÔNICO...157 6.4.1 - Rearranjo da drenagem...158
CAPÍTULO 7 – EVOLUÇÃO TECTONO-SEDIMENTAR MESOZÓICO-CENOZÓICA DA REGIÃO DE FRANCA...167
CAPÍTULO 8 – CONCLUSÕES...171
xii
LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Mapa de localização e acesso à área de estudo, e articulação das folhas na escala 1:50.000... ...04
Figura 2. Distribuição de fácies em um leque aluvial. Seção transversal convexa (vista em planta) e seção longitudinal côncava (Spearing, 1974, apud Suguio e Bigarella, 1979)...08
Figura 3. Distribuição de cunhas conglomeráticas associadas a falhas normais lístricas sucessivas (Fonte: Steel e Wilson, 1975, apud Collinson, 1986)...09
Figura 4.Formas de rearranjo da drenagem por (A) captura (piracy), (B) desvio (diversion) e decapitação (beheading). Fonte: Bishop (1995)...13
Figura 5. Principais fases de erosão regional e respectivas superfícies de aplanamento. (Modificado de Ponçano e Almeida, 1993, apud Gontijo, 1999)...15
Figura 6. Fluxograma ilustrando uma proposta metodológica utilizada na prospecção de diamantes, baseada na caracterização da assembléia mineralógica associada, destacando (em cinza) as etapas desenvolvidas no estudo da província diamantífera de Franca...22
Figura 7. Localização do Soerguimento do Alto Paranaíba, das rochas kimberlíticas e das bacias sedimentares associadas, com localização da área de estudo. Adaptado de Almeida (1986, modificado de Almeida et al., 1980)...26
Figura 8. Compartimentação crustal da região sudeste do Brasil, com base em dados geológicos e gravimétricos. Fonte: Haralyi e Hasui (1982, apud Gontijo, 1999)...27
Figura 9. Coluna estratigráfica da borda nordeste da Bacia do Paraná e suas relações com o Soerguimento do Alto Paranaíba e Bacia Sanfranciscana.. Fonte: Hasui e Haralyi (1991)...30
Figura 10. Empilhamento estratigráfico do Grupo Bauru no Triângulo Mineiro e áreas adjacentes. Fonte: Barcelos; Suguio, 1987)...36
Figura 11. Mapa geológico da região de Franca...43
Figura 12. Projeção estereográfica dos pólos da foliação do Grupo Araxá (projeção no hemisfério interior), na região de Franca...45
Figura 13. Seções geológicas da região de Franca, SP. Para localização, vide figura 11...47
xiii
Botucatu, com fácies eólicas avançando para S a SSW (a. Número de medidas = 6) e fácies fluviais indicando corrente para NNE (b. Número de medidas= 22)...55
Figura 16. Litofácies e estruturas sedimentares do Grupo Bauru na região de Franca...59
Figura 17. Seções colunares dos sedimentos do Grupo Bauru e da Formação Franca, na região de Franca. (a)seção - tipo no perfil A-A’; (b) seção – tipo no perfil B-B’. (Para localização, vide figura 13)...70
Figura 18. Seções colunares dos sedimentos do Grupo Bauru e da Formação Franca, na região de Franca. (c) seção – tipo no perfil C-C’; (d)seção - tipo no perfil D-D’; (e) seção – tipo no perfil E-E’. (Para localização, vide figura 11)...71
Figura 19. Modelo esquemático do ambiente deposicional do Grupo Bauru, na região de Franca. (Modificado de Fernandes e Coimbra, 1996)...76
Figura 20. Litofácies e estruturas sedimentares da Formação Franca, da região de Franca....78
Figura 21. Modelo deposicional esquemático da Formação Franca, na região de Franca...85
Figura 22. Litofácies e estruturas sedimentares das Coberturas Arenoso-Conglomeráticas, da região de Franca. (Modificado de Miall, 1996)...86
Figura 23. Modelo deposicional esquemático para as Coberturas Arenoso-Conglomeráticas na porção sul-sudeste da área de pesquisa (bacia dos rios Sapucaizinho/Santa Bárbara), região de Franca...92
Figura 24. Principais lineamentos da região de Franca, extraídos da imagem de satélite (Franca, E = 1:250.000)...96
Figura 25. Mapa da distribuição dos principais lineamentos, com rosetas ilustrando suas direções preferenciais nas porções norte e sul da área de estudo...98
Figura 26. Mapa de lineamentos da área de estudo distinguindo feições regionais (E= 1>250.000) e de detalhe (E= 1: 60.000)...100
Figura 27. Distribuição dos lineamentos NE (a) e NW (b) na área de estudo...101
Figura 28. Distribuição dos lineamentos E-W (a) e N-S (b) na área de estudo...102
Figura 29. Projeções estereográficas (hemisfério inferior) dos pólos das juntas, no Grupo Araxá (a), na Formação Aquiduana (b), na Formação Botucatu (c), nos derrames (d) e no sill (e) da Formação Serra Geral, nas coberturas cenozóicas(f)...103
xiv
Figura 31. Distribuição de falhas normais, falhas inversas e de lineamentos regionais (E=
1:250.000) e de detalhe (E= 1:60.000), na região de Franca...107
Figura 32. Distribuição de falhas transcorrentes dextrais e sinistrais, e de lineamentos regionais (E= 1:250.000) e de detalhe (E= 1:60.000), na região de Franca...109
Figura 33. Formas comuns de diamantes: A - (a) octaedro, (b) e (c) formas transicionais de corrosão primária passando de octaedro para rombododecaedro (d) e hexaoctaedro (e), segundo Haralyi (1989) e Chaves (1997, apud Chaves e Svisero, 2000); B - (a) Octaedro; (b) a (e) feições de corrosão passando de octaedro para tetra-hexaedro; (f) tetra-hexaedro; (g) tetra-hexaedro achatado; (h) tetra-hexaedro alongado; (i) octaedro geminado com octaedro; (j) tetra-hexaedro geminado com tetra-hexaedro; (k) octaedro com reabsorção diferencial em degraus, (l) cubo com reabsorção nas arestas, passando para dodecaédrica, adaptado de Robinson (1979, apud Gurney, 1989)...111
Figura 34. Mapa de distribuição das ocorrências diamantíferas da região de Franca. Fontes: IPT (1990), COMIG (1994), Marconi (1962) e dados de campo...113
Figura 35. Mapa de distribuição da assembléia de minerais pesados da região de Franca...117
Figura 36. Principais acompanhantes dos diamantes e suas denominações de campo. (Modificado de Reis e Cunha Neto, 1982, Cruz, 1985 e IPT, 1990)...123
Figura 37. Espectrogramas e respectivas análises composicionais semiquantitativas de minerais que compõem a assembléia mineralógica associada aos pláceres diamantíferos da bacia do rio Santa Bárbara, Província Diamantífera de Franca...124
Figura 38. Espectrogramas e respectivas análises composicionais semi-quantitativas de minerais que compõem a assembléia mineralógica associada aos pláceres diamantíferos das províncias diamantíferas de Franca (A - turmalina preta; B - rutilo; C - ilmenita e D - monazita)...127
Figura 39. Espectrogramas e respectivas análises composicionais semiquantitativas de minerais que compõem a assembléia mineralógica associada aos pláceres diamantíferos das províncias diamantíferas de Franca (A-rubi; B-safira; C-córindon; D-granada) ...129
Figura 40. Compartimentação morfotectônica da região sudeste do Brasil, segundo Morales e Hasui (2001)...140
Figura 41. Mapa geomorfológico da região de Franca...143
Figura 42. Mapa da rede de drenagem principal da região de Franca...145
Figura 43. Mapa de detalhe da rede de drenagem da região de Franca...146
xv
de Franca...149
Figura 46. Modelo digital do terreno exibindo a compartimentação morfoestrutural da região de Franca...151
Figura 47. Mapa Morfotectônico da região de Franca...159
Figura 48. Mapa de distribuição das principais anomalias de drenagens da região de Franca, destacando importantes alinhamentos de cotovelos nas direções , aproximadamente, N-S, E-W, NNW e NNE, capturas iminentes segundo as direções NNE, NNW e NE, e uma captura orientada segundo a direção NE...161
Figura 49. Mapa de lineamentos de canais de primeira ordem e respectivos diagramas de roseta de freqüência e comprimentos acumulados...163
Figura 50. Modelo esquemático da análise cinemática morfotectônica da região de Franca em blocos, durante o Cretáceo Superior-Eo-Cenozóico (a) e Mioceno-Pleistoceno (b)...165
Figura 51. Modelo digital do terreno mostrando o controle tectônico condicionando a morfologia da região de Franca...166
xvi
LISTA DE FOTOGRAFIAS
Fotografia 1. Quartzitos apresentando alternância de níveis moscovíticos e foliação subparalela, orientados na direção N50W/23SW, situados próximo à fazenda Boqueirão (UTMs 266, 7755)...46
Fotografia 2. Dobras recumbentes mostrando deformações NW-SE com fase rúptil associada responsável pelo fraturamento paralelo ao plano axial da mesma, situadas próximo à Represa do Peixoto (UTMs 269, 7757)...46
Fotografia 3. Afloramento de granada-moscovita xisto, mostrando grãos centimétricos de granada (0,5 cm) envoltos por foliação orientada a NW-SE, localizado no cruzamento da estrada que dá acesso a Goianases (MG) com o ribeirão São Pedro...46
Fotografia 4. Arenitos finos Formação Aquidauana apresentando estratificação cruzada planar a acanalada de médio porte, aflorantes no sudeste da área. Formação Aquidauana...50
Fotografia 5. Alternância de canais conglomeráticos (c) e arenosos (a) da Formação Aquidauana, que ocorrem no extremo sudeste da área...50
Fotografia 6. Detalhe da Fotografia 2 mostrando seixo subarredondado de xisto (xt) na base de um canal conglomerático da Formação Aquidauana...50
Fotografia 7. Formação Botucatu exibindo arenito estratificação cruzada de grande porte, aflorante na serra do Itambé (UTMs 282, 7735)...52
Fotografia 8. Canais de conglomerados e arenitos conglomeráticos intercalados por arenitos com estratificação cruzada de grande porte, aflorantes no front da escarpa, próximo a Goianases, MG (UTMs 290, 7705). Fonte: Moreira e Penati (1994)...52
Fotografia 9. Arenito apresentando estratificação cruzada acanalada, pertencente a Formação Botucatu, presentes na porção nordeste da área (Morro da Bolandeira, UTMs 276, 7753)...54
Fotografia 10. Formação Botucatu mostrando as mega-estraticações cruzadas truncadas por diversos fraturamentos (Fazenda Bom Retiro, serra do Itambé) (UTMs 283, 7739)...54
Fotografia 11. Arenito Botucatu apresentando falhamentos normais (NE/SW) sin-sedimentares, na serra do Itambé (UTMs 282, 7735)...54
xvii
de material caulinítico, aflorando próximo a Franca, na estrada que liga esta localidade a Cristais Paulista (UTMs 247, 7727)...56
Fotografia 14. Vista panorâmica evidenciando a serra dos Peixotos, a qual é sustentada pelos basaltos da Formação Serra Geral. Arenitos com estratificação cruzada de grande porte e conglomerados intercalados da Formação Botucatu, no fronte da escarpa (UTMs 289, 7709)...56
Fotografia 15. Contato, por falha normal, entre basaltos (B) da Formação Serra Geral e arenitos inconsolidados da Formação Franca (A) (UTMs 247, 7724)...56
Fotografia 16. Conglomerados da fácies Ccp exibindo estratificação cruzada planar, aflorantes na serra de Franca (UTMs 264, 7728)...61
Fotografia 17. Pacote métrico (>1m de espessura) de conglomerado da fácies Ccp, aflorante na serra de Franca (UTMs 265, 7729)...61
Fotografia 18. Fácies de conglomerados estratificados (Ccp), apresentando crosta limonítica (Li) in situ, de cerca de 30 cm de espessura, a qual se encontra fragmentada. Serra de Franca (UTMs 268, 7729)...61
Fotografia 19. Intercalação de canais conglomeráticos (Ccm, Dm e Cc) e arenosos (Ag, Am) do Grupo Bauru aflorantes a norte de Franca (UTMs 256, 7739)...62
Fotografia 20. Fácies de conglomerados caóticos (cc) dispersos em meio a conglomerados maciços (Ccm) do Grupo Bauru e da Formação Franca sobreposta. Planalto de Franca (UTMs 269, 7729)...62
Fotografia 21. Fácies de conglomerados suportados por matriz síltico-argilosa (Dm), aflorante no planalto de Franca, exibindo seixos arredondados de quartzito (sx) (UTMs 264, 7728)...62
Fotografia 22. Fácies de arenito com estratificação cruzada planar (Ap), aflorante na rodovia SP-334, que liga Franca a Pedregulho (UTMs 246, 7744)...62
Fotografia 23. Arenito de granulação fina a média apresentando estratificação plano-paralela (Ah), distribuídos ao longo da serra de Franca (UTMs 257, 7727)...66
Fotografia 24. Arenitos maciços (Am) intercalados com arenitos estratificados (Ap) e conglomerados maciços sustentados pelos clastos (Ccm), apresentando-se plintificados. Serra dos Agudos (UTMs 270, 7734)...66
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Fotografia 26. Pacotes de arenitos (Am) e arenitos conglomeráticos (Ag) da Unidade I, sobrepostos por arenitos maciços (Am), arenitos conglomeráticos (Ag) e conglomerados (Ccm, Ccp, Cc) da Unidade II, distribuídos ao longo na rodovia SP-334, no trecho entre Franca e Cristais Paulista. Os contatos inferior com basaltos (Ba), e superior, com fácies arenosas (Am) e conglomeráticas (Ccm e Cc) da Formação de Franca, são dados por discordância erosiva (d). Franca (UTMs 247, 7727)...72
Fotografia 27. Fácies de conglomerados maciços suportados pelos clastos (Ccm) do Grupo Bauru sobrepostos, em contato erosivo, por conglomerados maciços suportados pelos clastos (Ccm) da Formação Franca (UTMs 269, 7729)...74
Fotografia 28. Arenitos conglomeráticos apresentando gradação normal (n) e inversa (i) associados a fácies conglomeráticas (Cc, Ccm) da Formação Franca aflorantes na SP-334. Encontram-se sobrepostos por arenitos maciços (Am). Afloram na SP-344 entre Cristais Paulista e Pedregulho (UTMs 248, 7752)...74
Fotografia 29. Pacotes tabulares de conglomerados maciços (Ccm) da Formação Franca, associados a conglomerados caóticos (Cc) e arenitos estratificados (Ah), aflorantes na serra do Itambé. Ocorrem em discordância (d) sobre a Formação Botucatu (Ar), apresentando ondulações das camadas. Serra do Itambé (UTMs 280, 7735)...74
Fotografia 30. Fácies de conglomerados caóticos (Cc) associados a conglomerados (Ccm) e arenitos maciços (Am), apresentando fragmentos decimétricos (25 cm) de crosta laterítica (li), aflorantes na SP-334 (UTMs 248, 7752)...80
Fotografia 31. Camada centimétrica (0,3 m) de conglomerados maciços suportados pelos seixos (Ccm) associados a conglomerados caóticos (Cc) (UTMs 252, 7757)...80
Fotografia 32. Arenitos maciços (Am) friáveis da Formação Franca sobrepostos a conglomerados maciços (Ccm), aflorantes na serra do Itambé, em discordância erosiva (d) sobre arenitos Botucatu (Ar) (UTMs 282, 7735)...80
Fotografia 33. Fácies de conglomerados maciços (Ccm) sobrepostos, abruptamente, por arenitos maciços (Am) da Formação Franca, aflorantes próximo a localidade de Aterradinho, na serra do Itambé (UTMs 280, 7746)...83
Fotografia 34. Arenitos (Am, Ag) e conglomerados (Ccm, Cc) da Formação Franca, sobrepostos em contato erosivo a basaltos da Formação Serra Geral (Ba). Franca (UTMs 247, 7727)...84
xix
síltico-argilosa (terraço alçado?) sobreposto abruptamente por conglomerado maciço (Ccm) (Cobertura arenoso-conglomerática). Confluência dos rios Santa Bárbara e Sapucaizinho (UTMs 257, 7710)...87
Fotografia 37. Fácies de conglomerados maciços suportados pelos clastos (Ccm), associados a conglomerados desorganizados (Cc), jazendo em discordância (d) sobre a Formação Aquidauana (A), no sudeste da área. Encontram-se sobrepostos por conglomerados maciços suportados por matriz síltico-argilosa (Ccm). Capetinga (UTMs 285, 7715)...87
Fotografia 38. Nível conglomerático (Ccm) sobreposto em contato abrupto por arenito maciço (Am), aflorantes na rodovia SP-334, que liga Franca a Pedregulho (UTMs 246, 7744)...87
Fotografia 39. Colinas capeadas por conglomerados e arenitos pouco consolidados da unidade Cobertura Arenoso-conglomerática (ciclo Velhas) situadas na confluência dos rios Santa Bárbara e Sapucaizinho, no local denominado Terra Seca, a 700 m de altitude (UTMs 258, 7711). No detalhe, observa-se uma calha para extração de diamante (Foto 41 a) destacando conglomerados da fácies Ccm (Foto 41 b) sobrepostos por arenitos da fácies Am (Foto 41 a)...89
Fotografia 40. Depósitos de tálus distribuídos como leques no sopé da serra dos Rosas (UTMs 272, 7725)...93
Fotografia 41. Paleocanal (NNW-SE) do córrego do Alto da Cruz capturado pelo ribeirão São Tomé, exibindo conglomerados suportados pelos seixos (Ca), aflorando na serra do Itambé (UTMs 282, 7735)...94
Fotografia 42. Alinhamento de voçorocas na direção NNW, associadas ao desenvolvimento de escarpas de falha e à captura do córrego Alto da Cruz...153
Fotografia 43. Vista para SSW, exibindo relevo de colinas médias, do compartimento de cimeira ou de planaltos III...153
Fotografia 44. Serra da Chapada exibindo facetas triangulares e shutter ridge no fronte da escarpa sustentada pelo Grupo Araxá-Canastra...153
Fotografia 45. Morros testemunhos (Morro da Bocaina) do Compartimento de Escarpas e Esporões I orientados segundo a direção NNW, situados no centro-leste da área...155
xx
xxi
Tabela 1. Assembléia mineralógico-litológica dos sedimentos conglomeráticos supra-basálticos, da região de Franca ...63
xxii
LISTA DE PRANCHAS
Prancha 1. Assembléia mineralógica associada às ocorrências diamantíferas de Franca (fotos 1 a 7). Foto 1: Grãos subarredondados a arredondados de limonita (li), quartzo leitozo (qz), quartzito (qtz) e basalto (ba). Foto 2: Grãos subarredondados a arredondados de basalto. Foto 3: Cristais subédricos a arredondados de cianita. Foto 4: Detalhe da Foto 3, mostrando cristais de cianita subédricos e translúcidos. Foto 5: Grãos subarredondados a arredondados de zircão, variando de cor amarela clara a acastanhada. Foto 6: Grão de zircão apresentando arestas desgastadas. Foto 7: Fragmento anguloso de turmalina verde, apresentando aspecto fibroso. Foto 8: Ouro em forma de plaquetas...125
Prancha 2. Exemplares de minerais pesados que ocorrem associados às ocorrências diamantíferas de Franca. Foto 1: Cristal euédrico de rutilo. Foto 2: Cristal euédrico de ilmenita. Foto 3: Dois grãos arredondados de córindon (rubi). Foto 4: Grão arredondado de córindon (safira). Foto 5: Aresta desgastada de fragmento de cristal de granada. Foto 6: Grão subanguloso de córindon. Foto 7: Feição de “caixa de ovos” em grão de granada almandina. ...128
Prancha 3. Exemplares de diamantes provenientes do ribeirão São Tomé. Foto 1: Diamantes dodecaédricos e tetra-hexaédricos achatados, incolores a amarelos. Foto 2: Exemplar de diamante dodecaédrico apresentando cor amarela esverdeada. Foto 3: Diamante cubo-tetra-hexaedro, lascado (seta). Foto 4: Diamante octaédrico. Foto 5: Dois exemplares de diamante, um irregular apresentando faces de cubo (a) e outro octaédrico (b). Foto 6: Diamante octaédrico geminado. Foto 7: Exemplar de diamante incolor, tetrahexaédrico achatado (flat), lascado (seta). Foto 8: Exemplar de diamante irregular...131
Prancha 4. Exemplares de diamantes provenientes da região de Franca (ribeirão São Tomé). Foto 1: Vinte exemplares de pequenos diamantes (menores que 0,30 ct) incolores e opacos. Foto 2: Diamantes incolores apresentando forma tetra-hexaédrica achatada (flat), com inclusões negras (seta). Foto 3: Dois cristais de diamantes dodecaédricos, apresentando inclusões minerais de cor negra (seta). Foto 4: Exemplar de diamante dodecaédrico, opaco. Foto 5: Fragmento irregular de diamante. Foto 6: Dois exemplares de diamantes carbonados...132
xxiii
xxiv
RESUMO
A região de Franca situa-se na borda nordeste da Bacia do Paraná, sendo margeada a nordeste por um soerguimento regional contemporâneo à individualização da Placa Sul-Americana e abertura do Oceano Atlântico Sul, o Soerguimento do Alto Paranaíba.
A área é caracterizada por rochas do Grupo Araxá-Canastra (Pré-Cambriano) sobrepostas discordantemente por, da base para o topo, arenitos e conglomerados glaciogênicos da Formação Aquidauana (Permo-Carbonífero), arenitos eólicos e conglomerados eólico-fluviais da Formação Botucatu (Jurássico-Cretáceo) intercalados por rochas basálticas (derrames e sills) da Formação Serra Geral (Cretáceo), e rochas siliciclásticas do Grupo Bauru (Cretáceo Superior). Estas rochas encontram-se recobertas por sedimentos inconsolidados (Cenozóico), freqüentemente lateritizados.
A história geológica mesozóico-cenozóica da região de Franca foi determinada por mecanismos tectono-sedimentares controlando a distribuição da sedimentação detrítica e formação de pláceres diamantíferos. O estudo de fácies sedimentares das unidades mesozóico-cenozóicas permitiu a caracterização das assembléias mineralógicas presentes, sob o enfoque de sedimentação fortemente vinculada a eventos de desnudação continental, com o preenchimento sedimentar de bacias, associado à elaboração de superfícies de aplanamento.
O comportamento morfoestrutural e morfotectônico, ao qual as unidades aflorantes foram submetidas, condicionando a morfologia do relevo e a instalação da rede de drenagem num quadro estrutural, permitiu a caracterização da evolução tectono-sedimentar da região, sob um enfoque neotectônico.
No Cenozóico, a morfologia do relevo e a instalação da rede de drenagem parecem fortemente controladas por um quadro de estruturas tectônicas, dominando orientações NW-SE e E-W associadas a feições transtensionais e feições orientadas segundo NE-SW de caráter transpressivo.
xxv
pláceres diamantíferos (terraço alçado e leito ativo) quaternários.
A assembléia mineralógica que ocorre na região é formada de magnetita, ilmenita, limonita, göethita, quartzo, cianita, córindon, sílex, zircão, turmalina, rutilo, granada, ouro, basalto/diabásio, arenito, quartzito e, eventualmente, diamantes, entre outros. Essa assembléia é compatível com aquela dos sedimentos supra-basálticos.
Distinguem-se diamantes tetra-hexaédricos, octaédricos, cúbicos e irregulares, apresentando-se incolores e amarelo-claros com tamanhos concentrados entre 0,10 – 0,30 ct e qualidade gema.
xxvi
ABSTRACT
The region of Franca is located in the northeastern limits of the Paraná Basin, aside the Alto Paranaíba Uplift, with associated kimbelitic bodies. Its evolution is contemporaneous to the individualization of the South America Plate and by the opening of South Atlantic Ocean.
The Mesozoic-Cenozoic geology of the Franca region is characterized by basement rocks of Araxá Group (Pré-Cambrian) overlaid, from bottom to top, by glaciogenic sandstones and conglomerates of the Aquidauana Formation (Permo-Carboniferous), eolic sandstone and fluvial-eolic conglomerates of the Botucatu Formation (Jurassic-Cretaceous), basaltic rocks of the Serra Geral Formation (Cretaceous), and by siliciclastic rocks of the Bauru Group (Late Cretaceous). All these rocks are covered unconformably, by lateritizated eluvial-coluvial cenozoic sediments.
The area was conditioned by tectono-sedimentary events, wich controlled the detritic sedimentary distribution and the diamontiferous placers. The sedimentary facies study was done to characterize the mineralogical assemblage, under the light of a sedimentation associated with continental denudation, and planation surface elaboration.
The morphotectonic and morphostructural pattern determine the relief features and the instalation of the drainage network on a structural frame, and allow to interpret the tectono-sedimentary evolution of the region in a neotectonic context.
During the Cenozoic, the relief and drainage network instalation were controlled by tectonic structures associated with transtensive (NW-SE and E-W) and transpressive (NE-SW) features.
xxvii
göethite, quartz, kyanite, corindon, silex, zircon, tourmaline, rutile, citrine, garnet, gold, besides diamonds, basalt, diabase, sandstone, among others. Such assemblage is consistent with suprabasaltic sediments.
The diamond populations showing gem quality occur in the hidrographic basins of Canoas, Cascavel, das Pedras, do Ouro, Macaúbas, Santa Bárbara, Sapucaizinho e São Tomé rivers, where are recovered from high and low terraces, and active stream sediments: i) tetrahexahedral (almost spherical) diamonds, ii) octahedral, cubic and irregular crystals. Both populations are colourless to yellow, and their sizes are concentrated between 0,10 to 0,30 ct/st.
CAPÍTULO 1 - INTRODUÇÃO 1
CAPÍTULO 1 INTRODUÇÃO
A região de Franca representa uma porção peculiar da borda nordeste da Bacia do Paraná (Fanerozóico) assentada sobre o Grupo Araxá-Canastra (Pré-Cambriano), localizando-se a sudoeste do Soerguimento Alto Paranaíba (Cretáceo).
Destaca-se do contexto regional por apresentar características geológico-geomorfológicas próprias, desenvolvendo relevos residuais e cuestas esculpidas por bacias de drenagens, com pláceres diamantíferos orientadas segundo direções estruturais.
Estudos recentes têm mostrado, à luz da Neotectônica, o condicionamento geológico do Sudeste brasileiro aos eventos de separação e deriva continental da placa Sul-Americana, com arqueamentos regionais associados (Soerguimento Alto Paranaíba, Arco de Ponta Grossa), desenvolvidos durante o Mesozóico-Cenozóico. Tais eventos determinaram padrões estruturais, individualização de bacias e distribuição de depósitos sedimentares, padrões de drenagem, formação de relevo e de superfícies de aplanamento.
Os trabalhos antes desenvolvidos na região de Franca não se mostraram concludentes com relação à evolução geológica, aos controles estruturais e estratigráficos, ou apresentavam objetivos distintos dos propostos neste trabalho. Assim sendo, a dinâmica cenozóica controlando a sedimentação associada à formação e destruição da Superfície Sul-Americana, a evolução e o controle tectônico da drenagem e dos aluviões, os quais constituem pláceres mineralizados com diamante, mostra-se fundamental na compreensão da história geológica da região. A ampla distribuição de unidades sedimentares arenoso-conglomeráticas conduziu à realização de um estudo detalhado complementar baseado na análise de fácies sedimentares. A análise mineralógica realizada complementa os estudos faciológicos com a comparação de minerais entre sedimentos aluvionares e demais unidades sedimentares aflorantes, assim como com a identificação de feições morfoscópicas nos grãos indicativas de transporte sedimentar.
com um comércio atingindo 50.000 a 80.000 ct/ano, em uma Cooperativa (IPT, 1990), a qual se encontra atualmente em processo de reativação. A exploração é clandestina; entretanto, o comércio informal de pedras permanece ativo.
Assim sendo, o projeto de pesquisa inicial para este trabalho previa um estudo voltado para a caracterização mineralógica e rastreamento de minerais satélites de diamantes na região de Franca, fazendo parte do convênio entre a UNESP de Rio Claro e a de Franca em parceria com as prefeituras de Franca e Patrocínio Paulista.
1.1 - OBJETIVOS
O objetivo maior desta pesquisa consiste na compreensão da história evolutiva mesozóico-cenozóica da região de Franca sob enfoque neotectônico, focalizando a influência da tectônica cenozóica controlando as estruturas, a litoestratigrafia, o retrabalhamento e distribuição dos pacotes sedimentares, a reconcentração mineralógica, a formação/destruição da paisagem, as suas inter-relações e associações com os eventos pré-cenozóicos e suas implicações na gênese de pláceres diamantíferos. Para tal, foram perseguidas os objetivos intermediários:
1) Mapeamento geológico na escala 1:50.000, com auxílio de mapas topográficos, imagens de satélite e fotografias aéreas em escalas de detalhe.
2) Mapeamento detalhado de fácies sedimentares, de seus processos sedimentares, com o intuito de determinar o ambiente deposicional e a caracterização das distintas unidades estratigráficas aflorantes;
3) Estudo preliminar do quadro estrutural, com ênfase nas falhas e fraturas, geometria e cinemática, visando identificar o controle estrutural na formação e deposição das seqüências sedimentares, bem como os regimes tectônicos que afetaram a área;
4) Caracterização do quadro geomorfológico, o estabelecimento das unidades morfotectônicas e morfoestruturais e a determinação das etapas de evolução da paisagem, às quais a área de estudo vem sendo submetida desde o Mesozóico;
CAPÍTULO 1 - INTRODUÇÃO 3
aquelas de bacias hidrográficas mineralizadas a diamante, para a caracterização das principais unidades que contribuem na formações dos aluviões e dos processos sedimentares responsáveis por seu transporte e deposição;
6) Levantamento geral dos garimpos para a caracterização da distribuição das ocorrências diamantíferas e identificação da(s) possível(is) área(s)-fonte dos sedimentos mineralizados, com a finalidade de identificar as rochas fornecedoras ou hospedeiras da mineralização [fonte(s) secundária(s), ou imediata], baseada na caracterização das fácies preferenciais para ocorrência de diamantes nas unidades conglomeráticas da Bacia do Paraná e/ou nos corpos conglomeráticos dos sedimentos cenozóicos sobrepostos.
1.2 - LOCALIZAÇÃO E ACESSO
A área de estudo localiza-se no nordeste do Estado de São Paulo e sudoeste de Minas Gerais. Situa-se na porção central da Folha Franca (SF.23-V-A, DNPM, 1987), na escala 1:250.000, sendo limitada pelos paralelos 20o15' e 20o45' S e meridianos 47o00' e 47o30' W (Figura 1). Abrange as folhas de Capetinga V-2, IBG, 1972a), Franca V-1, IBG, 1972c), Pedregulho (SF.23-V-A-II-3, IBG, 1972d), e Marechal Mascarenhas (SF.23-V-A-II-4, IBG, 1972d), nas escalas 1:50.000.
Os principais acidentes geográficos compreendem a serra ou planalto de Franca, além das serras dos Agudos, dos Borges, da Chapada, da Faquinha, dos Garcias, das Goiabas, dos Figueiredos, do Itambé, dos Peixotos e dos Rosas. As principais depressões compreendem as calhas dos rios Santa Bárbara, Sapucaizinho, Canoas, dos ribeirões São Pedro, das Pedras, Cascavel, além de pequenas porções dos rios Grande e Sapucaí (Figura 1).
FIGURA 1
Mapa de localização e acesso à área de estudo, e articulação das folhas na escala 1:50.000.
NV
0 10 km
do Paraíso S.Sebastião S. Tomás Esmeril Cássia Capetinga Franca Delfinópolis Mascarenhas Marechal Pedregulho
Articulação das folhas
LOCALIZAÇÃO Jeriquara S.José da Bela Vista Batatais de Aquino SP MG Franca Pedregulho Patrocínio Itirapuã Ibiraci Claraval Cristais Goianases Capetinga Represa do Peixoto Paulista Paulista Sa . da
Sa. d
o Ita m bé Sa . dos G ar cias dos A gu dos Sa. da Saudad e Sa. do
Indaiá Sa. da Faquinha Goi abas Sa.
Sa. de Franca
Sa. dos Rosa
s Sa. dos Peixotos Sa. dos Figueiredos Sa. do
CAPÍTULO 1 - INTRODUÇÃO 5
1.3 – CONCEITOS E TERMINOLOGIAS
A discussão de alguns conceitos pertinentes ao tema da tese fazem-se necessários para a compreensão do texto que está sendo apresentado, os quais estão descritos a seguir.
1.3.1 – Processos sedimentares
Leques aluviais constituem sistemas deposicionais em forma de leque aberto ou de segmento de cone, caracterizados por canais fluviais distributários de grande mobilidade lateral, os quais se formam em planícies ou vales largos, onde rios provenientes de relevos altos adjacentes espraiam-se adquirindo padrão radial devido ao desconfinamento de fluxo. A queda na velocidade da corrente, a diminuição na profundidade da água e a redução na capacidade de transporte sedimentar promovem sedimentação da carga transportada e assoreamento do canal com alteração no traçado do rio (Miall, 1990, 1992; Nilsen, 1982).
Collinson (1986) descreve leques aluviais como sedimentos de granulometria grossa (cascalhos e areias) oriundos de uma fonte soerguida que é rapidamente erodida, sendo formados por fluxos confinados ou movimentos de massa, onde a desaceleração do fluxo ou desconfinamento permite a deposição dos sedimentos, ou de parte deles sob a forma de leques em terrenos rebaixados adjacentes. Refere-se aos depósitos formados por fluxo canalizado como sendo produto de fluxos fluidos ou de baixa viscosidade, podendo ser separados em corrente canalizada (stream channel), fluxo laminar (sheetflood) e depósitos residuais (sieve deposits). Nilsen (1982) considera os processos deposicionais que atuam nos leques aluviais como resultantes de fluxos gravitacionais, referidos como fluxo de detritos (debris flow) e fluxo de lama (mud flow) e de fluxo aquoso canalizado ou não (stream flow).
Fluxos de detritos podem ser coesivos e não-coesivos, constituindo movimentos onde clastos de grandes dimensões são transportados em massa, podendo, por vezes, estar confinados a canais (Lowe, 1979). São pobremente selecionados, argilosos, com gradação inversa na porção basal, formados por expansão lateral do fluxo em lençóis ou lobos, sendo fluxos de lama similares a fluxos de detritos, embora apresentem granulometria fina (areia e pelitos) (Nilsen, 1982).
Fluxos fluidizados são sustentados pelo movimento ascendente de fluidos nos poros. Produzem camadas tabulares ou canalizadas de conglomerados clasto-sustentados com gradação normal, podendo ocorrer arenitos estratificados associados, no topo, depositados por correntes geradas na dissipação do fluxo (Lowe, 1979).
Leques fluviais são sistemas de baixo gradiente, dominados por rios permanentes ou intermitentes distinguindo-se: i) leques de rios entrelaçados, caracterizados pela alta porcentagem de cascalho transportado por tração no leito dos canais, produzindo fácies com estratificação cruzada e ii) leques de rios de baixa sinuosidade/meandrantes, onde a vegetação é um fator importante na estabilização dos canais e descarga sedimentar concentrada e contínua (Miall, 1992).
A arquitetura desses depósitos é controlada pela forma da bacia, pela orientação e mergulho dos paleodeclives, pela elevação da área-fonte e pela taxa relativa de subsidência, resultantes da atuação da tectônia (Miall, 1990). Para Rust e Koster (1984) leques aluviais representam os principais indicadores de relevo resultante de soerguimento de margens continentais e de falhamentos intracratônicos, associando-se preferencialmente a regiões áridas ou semi-áridas.
Nas fácies proximais predomina granulação grossa e processos de fluxo gravitacional, podendo desenvolver canal principal; nas fácies intermediárias canais tributários rasos tipo braided migram lateralmente, onde são comuns depósitos laminares, os quais se espraiam em direção a jusante, depositando fácies distais de granulometria fina Quando um falhamento provoca soerguimento da área-fonte ou subsidência da bacia, o sistema aluvial é rejuvenescido e o leque prograda. (Nilsen, 1982; Suguio e Bigarella, 1979).
CAPÍTULO 1 - INTRODUÇÃO 7
direções de transporte dispostos radialmente a partir da origem (Spearing, 1974, apud Suguio e Bigarella, 1979) (Figura 2).
As associações de fácies mostram diminuição do tamanho de grãos das cabeceiras para a base em conseqüência da redução no gradiente topográfico, da diminuição da energia da corrente, do desconfinamento de fluxo e da perda d’água por infiltração e/ou evaporação, apresentando aumento na quantidade de fácies finas e no arredondamento dos clastos, na mesma direção (Rust e Koster, 1984, Assine, inédito).
Fluxos de detritos constituem depósitos pobres em estruturas, podendo exibir gradação inversa, normal e inversa transicional para normal, em fluxos pouco viscosos (Nilsen, 1982; Collinson, 1986), apresentando baixo potencial de preservação devido ao constante retrabalhamento por fluxo aquoso (Galloway e Hobday, 1983).
Fluxos canalizados são ricos em estruturas sedimentares de diferentes regimes de fluxo, apresentando pouca quantidade de matriz. Predominam estrutura suportada pelos clastos com imbricação e orientação relativa da direção do fluxo (Nilsen, 1982). São mais comuns em fácies de leques de clima úmido preenchendo canais ou como correntes canalizadas, sendo retilíneos na porção proximal do leque e braided, nas porções intermediária e distal.
Depósitos residuais constituem um tipo de depósitos de fluxo canalizado originados em fases de inundação, sob a forma de lobos permeáveis de cascalhos, formando-se em leques de regiões áridas. São mais comuns em leques aluviais modernos, representados por cascalho bem selecionado, bimodais, imbricados formando camadas maciças (Hooke, 1967; Nilsen, 1982).
Depósitos de fluxos laminares são arenosos e apresentam estratificação cruzada e plano-paralela. Resultam da deposição de lâminas de sedimentos como uma série de barras cascalhosas ou arenosas, que podem ser posteriormente dissecadas, típicas nas partes baixas do leque (Hooke, 1967).
FIGURA 2
Distribuição de fácies em leque aluvial. Seção transversal convexa (vista em planta) e seção longitudinal côncava (Spearing, 1974 apud Suguio e Bigarella, 1979).
FIGURA 3
Distribuição de cunhas conglomeráticas associadas a falhas normais lístricas sucessivas. Fonte: Steel e Wilson (1975, apud Collinson, 1986).
?
?
Unidade Superior Unidade Intermediária Unidade Inferior
Depósitos de leque aluvial Depósitos de planície
de inundação Gnaisses
0 km 3
0 2
CAPÍTULO 1 - INTRODUÇÃO 9
1.3.2 - Neotectônica e Tectônica Ativa
O termo Neotectônica foi introduzido por Obruchev (1948, apud Mescherikov, 1968) para definir os movimentos da crosta terrestre atuantes no intervalo Terciário Superior-Quaternário. Sengör et al. (1982, apud Sengör, 1985) e Pavlides (1989) usam o termo para movimentos relativos ao regime tectônico em vigor desde último evento que reorganizou a tectônica em escala regional. Para Stewart e Hancock (1994) os movimentos neotectônicos estariam relacionados a regimes tectônicos que continuam ativos até o presente, sem um limite inferior rígido, podendo reativar ou não estruturas. A maioria dos autores coloca o limite inferior no início do Neógeno (20 Ma).
Distingue-se de Tectônica Ativa, considerada por Keller e Pinter (1996) e Wallace (1986) como a tectônica manifestada entre 18 a 10 Ma., enfocando as atividades tectônicas que podem reincidir no futuro.
Pavlides (1989) propõe chamar de movimentos alpinos aqueles atuantes desde o Cretáceo, de movimentos recentes ou neotectônicos os que vêm atuando desde o Plioceno, e movimentos modernos os de idade holocênica.
Segundo Hasui e Costa (1996) a INQUA (International Union for Quaternary Research) postula a não fixação de limites temporais, definindo como neotectônicos “qualquer movimento da Terra ou deformação do nível geodésico de referência, seus mecanismos, sua origem geológica e suas implicações para vários propósitos práticos e suas extrapolações futuras”.
Hasui e Costa (1996) consideram manifestações neotectônicas no Brasil aquelas relacionadas com a deriva da Placa Sul-Americana, excluindo as manifestações de tectônica distensiva associadas ao processo de abertura do Oceano Atlântico Sul, o qual encerrou-se no Mioceno Médio, idade considerada pela maioria dos autores como limite inferior do período neotectônico. Descrevem o fim das manifestações magmáticas, o início da sedimentação Barreiras e a última fase da sedimentação costeira como a idade provável para o início deste regime.
1.3.3 - Morfoestrutura e morfotectônica
combinação de atividade tectônica, predominante, e de clima, tais como bacias sedimentares, cadeias orogênicas e plataformas, e o termo morfoescultura como o modelado ou formas menores geradas sobre uma ou várias estruturas, dominando a ação exógena. Consideram os terraços, as superfícies de aplanamento e os depósitos correlativos importantes ferrramentas para a análise morfoestrutural, uma vez que diferentes morfoestruturas desenvolvem-se em períodos alternantes de soerguimento e estabilização, produzindo dissecação e superfícies de aplanamento regionais, respectivamente.
Demek (1976) propôs uma classificação de morfoesculturas em três tipos de unidades de relevo, da menor para a maior, (i) superfícies geneticamente homogêneas (planícies), (ii) formas de relevo (colinas), (iii) tipos de relevo (conjunto de formas).
Stewart e Hancock (1994) distinguem relevo primário, caracterizado pelo deslocamento de superfície, e secundário, formado por um conjunto de feições geomorfológicas deformadas, deslocadas, modificadas ou preservadas em atividade tectônica subseqüente. Formas estruturais desenvolvem-se por erosão, encontrando-se sob forte controle da estrutura subjacente, enquanto formas tectônicas resultam de movimentos crustais (Cotton, 1968; Gerasimov e Mescherikov, 1968).
Vales lineares, escarpas de falha, deslocamento de colinas (shutter ridges), deslocamento de canais (offset), deslocamento de canais em ângulo, decapitação de drenagem (beheaded streams), depressões locais (sag ponds) e blocos soerguidos (pressure ridges) constituem as principais formas de relevo ligadas a atividade morfotectônica ou neotectônica associadas a falhamentos transcorrentes (Sylvester, 1988; Summerfield, 1991; Keller e Pintter, 1996).
Feições topográficas associadas a falhas normais incluem frentes de montanhas lineares e íngremes, escarpas de falhas, horsts e grabens, escarpamentos, em escala local, e sistemas de cadeias oceânicas e rifts valley, em escala regional (Keller e Pintter, 1996). Facetas triangulares são produtos de deslocamento vertical por falha normal ativa e a incisão da drenagem (Cotton, 1968, Stewart e Hancock, 1990).
CAPÍTULO 1 - INTRODUÇÃO 11
1.3.4 - Rearranjo da drenagem
Os padrões de drenagem são influenciados pela constituição litológica e pelo clima. Os padrões de drenagem apresentam um forte controle tectônico, sendo freqüentemente utilizados na caracterização de estruturas geológicas com base em fotos aéreas e imagens de satélites (Howard, 1967; Summerfield, 1991).
A tectônica de placas e a evolução associada a margens passivas constitui um forte subsídio na caracterização da evolução da paisagem de longo termo e na reconstituição da história da drenagem, determinando o rearranjo da drenagem em macroescala (Bishop, 1995).
Mudanças no padrão de drenagem são indicadores de mudanças na inclinação do vale. Qualquer deformação tectônica que altera a calha de um rio resultará na busca de equilíbrio alterado por seu novo gradiente (Keller e Pinter, 1996). O rio aumenta a sinuosidade em resposta ao basculamento a jusante (Adams, 1980), sendo a deformação de terraços fluviais dada por falhamentos, arqueamentos e basculamentos.
Segundo Bishop (1995), rearranjo de drenagem compreende a transferência de parte ou de todo o fluxo de um rio para outro, em escala regional ou de detalhe, distinguindo-se captura (piracy), desvio (diversion) e decapitação (beheading) (Figura 4a e b). Resulta no desenvolvimento feições indicativas, tais como cotovelo (elbow of capture), knick point, barbed drainage, vales secos (wind gap), terraços rochosos (strath terrace), deslocamento de drenagem (offset), além de feições de reentrância de anfiteatros (hollows):
Captura: constitui a interceptação de uma drenagem por um sistema de drenagem adjacente apresentando erosão remontante mais agressiva (Figura 4a). Associa-se ao aumento da declividade do gradiente por atividade tectônica ou erosão diferencial de rochas menos resistentes, ou por efeitos de arqueamento. Falhamentos transcorrentes geram deslocamentos ao longo da linha de falha (offsets);
Desvio: compreende a migração lateral do canal, devido a basculamentos, domeamentos, soerguimento ou por fluxos catastróficos (Figura 4b);
Decapitação: envolve a reorganização da bacia (catchment) e da linha de drenagem, com transferência da área de nascente de um rio por outro adjacente (Figura 4b);
Cotovelo (elbow of capture): corresponde ao ponto no qual a captura ocorre, caracterizado por uma mudança brusca na direção do canal, em geral da ordem de 900. Uma malha de
Knick point: rejuvenescimento da cabeceira do rio capturado, desenvolvido no cotovelo ou a montante da captura;
Vales secos (wind gap): trechos de vales secos (abandonados) preenchidos com depósitos fluviais, situados entre o cotovelo e o novo trecho capturado;
Hollows: feições de reentrância de anfiteatros constituindo uma captura iminente.
1.3.5 - Superfícies de aplanamento
Superfícies de aplanamento constituem porções continentais caracterizadas por relevo plano ou suavemente ondulado, as quais são modeladas pela ação da erosão subaérea, truncando indistintamente estruturas geológicas de origem e resistência diferenciadas (Ollier, 1981).
Quatro modelos de evolução do relevo, descritos como peneplano ou peneplanícies, pediplano, primärumpf e etchplanos (Davis, 1899; apud Valadão 1998, King, 1956; Penk, 1953; entre outros), são baseados no desenvolvimento de superfícies de aplanamento, cujo tempo necessário para sua formação nunca são inferiores a 2-10 Ma (King, 1956).
Dentre os trabalhos pioneiros sobre a gênese e evolução das superfícies de aplanamento no território brasileiro, destacam-se Moraes Rego (1932), De Martonne (1943), Freitas (1951), Ab’Sáber (1954), King (1956), Almeida (1964), Braun (1971), Soares e Landim (1975), entre outros. Também representam publicações de referência para a geomorfologia do continente brasileiro os trabalhos de Ponçano e Almeida (1993) e Valadão (1998).
CAPÍTULO 1 - INTRODUÇÃO 13
(A) Rearranjo de drenagem através de captura (capture), resultando na preservação da linha de drenagem e transferência da área de drenagem (vista em planta). A linha tracejada representa o divisor de drenagem; (a) formação de barbed drainage por extensão da cabeceira; (b) captura por invasão lateral de bacia lateral adjacente por extensão da cabeceira de um tributário adjacente e (c) captura por migração lateral de um rio por um tributário adjacente.
(B) Rearranjo da drenagem por desvio (diversion) causado por migração lateral ou tectonismo, resultando na preservação da linha de drenagem e transferência da área de drenagem entre decapitações (vista em planta). A linha tracejada representa o divisor de drenagem (a) barbed drainage; (b) desvio para uma bacia de drenagem adjacente.
FIGURA 4
CAPÍTULO 2- MATERIAIS E MÉTODOS 16
CAPÍTULO 2
MATERIAIS E MÉTODOS
A realização do presente trabalho teve início com levantamento e estudo de materiais bibliográficos de caráter temático conceitual e metodológico, fotográfico, cartográfico, entre outros, pertinentes à área e ao tema de estudo. Especial atenção foi dispensada aos trabalhos referentes a estruturação, lito-estratigrafia, sedimentação cenozóica, geomorfologia cenozóica, superfícies de aplanamento e neotectônica, principalmente, do nordeste paulista. As etapas seguintes englobaram mapeamento geológico de detalhe, incluindo análise de fácies sedimentares e da assembléia mineralógica de unidades conglomeráticas, assim como de feições estruturais e geomorfológicas.
Os dados foram integrados, servindo de base para o entendimento da evolução geológico-geomorfológico no Mesozóico-Cenozóico, utilizando conceitos, metodologias e técnicas de estudos voltados para a caracterização neotectônica da área de estudo, bem como para consolidação dos dados gerados no decorrer da pesquisa.
2.1 – MAPEAMENTO GEOLÓGICO
O material cartográfico utilizado como base para a confecção do mapa geológico preliminar e para o mapeamento de detalhe compreende o Mapa Geológico do Estado de São Paulo (IPT, 1981), na escala 1:500.000, o Mapa Geológico, Metalogenético e de Ocorrências Minerais do Estado de Minas Gerais (COMIG, 1994), na escala 1:1.000.000, o Mapa Geomorfológico do Estado de São Paulo (IPT, 1981), na escala 1:500.000, o Mapa Geológico do Brasil e Área Adjacente, Incluindo Depósitos Minerais (DNPM, 1981), na escala 1:2.500.000.
28143-28123, 37509-37489, 37625-37645, 49841-49862, 37394-37415, 44971-44954, na escala 1:60.000 (USAF-FAB, 1965), e de imagem de satélite TM5 Landsat da região de Franca, na escala 1:250.000.
Além destes, foram compilados, integrados e interpretados dados geológicos apresentados em relatórios e monografias de graduação do curso de Geologia da UNESP realizados na região de Franca nos anos de 1994 (alunos Adilson L. Leite, Andréa de Oliveira Barbin, Célia Maria Garibaldi, Cristiane Giroto, Lineo A. Gaspar Junior, Cynthia R. Duarte, Maria Letícia Bachion, Giane Valles, Jean-René R. Penatti, Ricardo L. Moreira e Rogério M. Bassan), de 1998 (alunos Alessandro H. M. Silva, André L. dos Santos, Carlos E. V. Toledo, Fábio A. G. V. Reis, Frederico G. Vidigal, Gustavo S. Codo, José Angelo F. da Silva, Leandro R. Vieira, Lívia F. R. Mergulão, Marcelo Cottas, Maurício Accioly, Rafael R. E. Ajub, Renato M. Andrighetti, Samara C. A. Pereira e Saulo N. Sant’Anna), e de 1999 (Carla Claro).
Os dados foram compilados, armazenados e manipulados por meio digital, com o uso dos softwares Autocad R-14 e R13 (Autodesk Inc., 1998), gerando diferentes mapas de detalhe, assim como seções topográficas da área de estudo. Modelos Digitais de Terreno (MDT) foram obtidos com a digitalização de curvas de nível de 20 em 20 m (E=1:50.000) e de cotas mais elevadas e mais baixas, com o propósito de dar melhor resolução na imagem gerada. Para a digitalização das curvas utilizou-se o programa Autocad 14 e para a geração de grade o programa Surfer 32 (Golden Software Inc., 1995). Foram geradas imagens com a utilização dos programas Surfer 32 e Geoview 3 (Lindenbeck & Ulmer, 1995) no Laboratório de Computação Gráfica do Departamento de Petrologia e Mineralogia (IGCE/UNESP).
2.2 – ANÁLISE DE FÁCIES
CAPÍTULO 2- MATERIAIS E MÉTODOS 18
A análise faciológica teve como objetivo a descrição, distinção e interpretação das referidas unidades sedimentares resultantes de processos e ambientes distintos, permitindo estabelecer uma estratigrafia mais adequada para a região.
A codificação e interpretação das litofácies foi adaptada de Miall (1978 e 1996), sendo que “C” corresponde às fácies conglomeráticas, “A” representa às fácies arenosas, “P” engloba às fácies sílticas e argilosas e “D” refere-se às fácies diamictíticas. As letras minúsculas subseqüentes indicam as características estruturais, tais como gradação normal e/ou inversa (g), estrutura maciça (m), estrutura caótica (c), estratificação cruzada planar (p), estratificação plano-paralela (h), laminação plano-paralela (l), sendo que nas fácies conglomeráticas as características estruturais são precedidas por características texturais, distinguindo-se fácies suportadas por clastos (c) ou por matriz (m).
A classificação dos sedimentos conglomeráticos foi auxiliada com descrição e quantificação de cerca de 50 seixos aleatórios descritos em afloramentos não amostrados, assim como dos seixos das amostras coletadas para os ensaios de laboratório.
2.3 – ANÁLISE ESTRUTURAL
A análise estrutural foi voltada para a caracterização de atividade neotectônica, na região de Franca, com levantamento sistemático de feições estruturais, seguindo a metodologia proposta por Hasui e Costa (1996). O levantamento dos dados em campo envolveu a definição de tipologia, seqüenciação, geometria, cinemática e dinâmica das principais falhas, das falhas secundárias e das juntas nas diferentes unidades geológicas aflorantes, tendo sido coplementados com dados de relatórios de graduação.
O tratamento dos dados, efetuado com o software StereoNet 3.03 (Geological Software, 1997), auxiliou a caracterização da distribuição espacial das falhas e estrias que afetam a área em questão, cuja interpretação permitiu inferir as principais direções dos sistemas de eixos de deformação e de tensão.
controle estrutural dos lineamentos de drenagem e de relevo da região de Franca no contexto macroscópico, destacando as direções que definem o quadro regional.
A análise dos lineamentos, no âmbito da área de estudo, foi efetuada a partir da integração de cartas topográfricas, na escala 1:50.000, gerando um mapa de drenagem utilizado na caracterização dos principais lineamentos de drenagem e de relevo, e dos comprimentos dos seus segmentos segundo direções preferenciais. A análise desses lineamentos, baseada em Liu (1987), permitiu a análise da distribuição dos lineamento segundo as suas direções preferenciais. A análise de canais de primeira ordem refere-se às principais direções impostas à drenagem durante a última estruturação da área.
O tratamento dos dados cartográficos foi efetuado com o auxílio do software Autocad R-14 e R13. A determinação da freqüência acumulada e do comprimento acumulado dos lineamentos, caracterizando os padrões estruturais predominantes na área de estudo, foi efetuada com a rotina “roseta.lsp” do Autolisp.
2.4 – ANÁLISE MORFOTECTÔNICA
A análise de mapas topográficos de diferentes escalas (1:250.000 e 1:50.000), de imagens de satélite (1:250.000) e de fotografias aéreas (1:60.000), cujos dados foram manipulados com auxílio do software Autocad R14 permitiu a geração de diferentes mapas.
O mapa hipsométrico foi confeccionado a partir da digitalização de curvas de nível de 640 a 1.280 m, com intervalos de 20 m, obtidas em cartas topográficas de escala 1:50.000. A rotina em Autolisp “vert.lsp” gerou um arquivo, o qual foi manipulado no software Surfer 6.0 (Golden Software Inc., 1995) permitindo a construção do modelo digital do terreno (MDT). O arquivo “grid” do Surfer foi importado e processado no software Geo3-View (Lindenbeck & Ulmer, 1995), gerando um modelo tridimensional do terreno (MDT) mais sofisticado, sobrepondo informações geológicas à superfície tridimensional.
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O mapa geomorfológico elaborado, na escala 1:50.000, apresenta curvas com eqüidistância de 100 m, variando de 700 a 1.200 m, a rede de drenagem principal e principais feições geomorfológicas (aluviões, terraços, padrões de drenagem, tipos de relevo, escarpamentos, tipos de cristas e serras) obtidas nos mapas, no material fotográfico e nas observações de campo. Esses dados permitiram a delimitação de compartimentos com características morfológicas próprias.
O mapa morfoestrutural mostra curvas com eqüidistância de 100 m, variando de 700 a 1.200 m e os principais lineamentos de drenagem (segmentos retilíneos das drenagens) obtidos em cartas na escala 1:50.000.
O estudo geomorfológico realizado é caracterizado por uma abordagem morfoestrutural da drenagem e do relevo. O mapa morfotectônico resultante desse estudo integrou o mapa de principais lineamentos com a distribuição da sedimentação cenozóica e formas de relevo controladas por atividade neotectônica. Entre estas distinguem-se as escarpas de falha, escarpa de linha de falha, alinhamento de cristas, deslocamento de esporões, terraceamentos, facetas triangulares, vales suspensos, vales assimétricos, deslocamentos de colinas. O controle tectônico na configuração da paisagem, efetuado com base na distribuição de anomalias de drenagem, são marcados por mudanças nos padrões de drenagem (elbow, knick points), deslocamentos de canais de drenagem, drenagens abandonadas (wind gaps) e capturas, deflexões de canais e depressões locais.
A caracterização da impressão da atividade tectônica na paisagem e o reconhecimento da atuação de falhas transcorrentes no contexto geomorfológico, de fundamental importância para a investigação neotectônica, foi embasada nos trabalhos de Bishop (1982), Cox (1994), Keller e Pinter (1996), Meschericov (1968), Ollier (1981), Panizza et al. (1987), Stewart e Hancock (1994), Summerfield (1986, 1991), Sylvester (1988), Wallace (1986), entre outros.
2.5 – TRATAMENTO DAS AMOSTRAS
macroscópico e microscópico, destacando-se a análise de minerais pesados e microscopia eletrônica, gerando cerca de 116 espectros (EDS) de grãos minerais representativos dos grupos mineralógicos presentes nas amostras. Esses dados foram complementados com dados de relatórios de graduação.
Os processos aos quais as amostras de conglomerados suprabasálticos e sedimentos de corrente foram submetidos (Figura 6) visam a caracterização mineralógica e estudo de proveniência dos conglomerados aflorantes. O tratamento dessas amostras contou com a separação de três classes granulométricas: a) média-grossa, b) fina e c) muito fina, com o intuito de analisar o comportamento mineralógico e composicional nas diferentes frações.
Os sedimentos coletados e lavados no campo foram individualizados, com auxílio de um jogo de peneiras, nas frações granulométricas: a) φ>3,0 mm (grossa ou “suruca” (2 Mesh) e média (12 Mesh)); b) 3,0 mm >φ>1,5 mm (fina -16 Mesh); c) φ<1,5 mm (ultrafina - 16 Mesh), tendo sido a última coletada com auxílio de uma bateia colocada sob o jogo de peneiras, durante o peneiramento no campo e reservada para a análise de minerais pesados em laboratório.
As frações maiores que 0,15 mm foram observadas em lupa binocular, enquanto as frações menores foram submetidas ao estudo de minerais pesados. As referências utilizadas como suporte compreendem Correns (1969), Dana (1969), Parfenoff et al. (1970), Suguio (1980), Morton (1991), Chieregati (1989), Gonzaga e Tompkins (1991) e Mange e Maurer (1992). O volume de material coletado, de 20 litros por amostra, corresponde ao volume usual utilizado em análise sedimentológica (Boni Licht, 1998); contudo, na prospecção diamantífera tem sido analisados volumes maiores, da ordem de 50 litros.
2.6 - ATIVIDADES DE LABORATÓRIO 2.6.1 - Macroscopia óptica
A ocorrência de determinados minerais ou rochas, formas e tamanhos de seixos têm sido utilizados como guia prospectivo, trazendo informações importantes com relação à geologia regional e local e aos processos sedimentares atuantes.
